眾所周知，漫長的旅途中，每一位乘客最關心的就是能不能順利到達，而列車的行車安全在這其中則扮演著極為重要的角色。

春運列車 （圖片來源:新華社）

不過大家有沒有想過，行車安全到底又是通過哪些手段來保障的呢？接下來就讓我來帶大家一探究竟。

高鐵駕駛是自動化與人工相結合的

由于目前我國的高鐵采用的并不是全自動無人駕駛，所以目前仍然是自動化與人工相結合的方式進行操控的。

所謂自動化，其實靠的就是高鐵上的各個自動化的子系統。動車組作為一個復雜集成的產品，本身就是由多個專業共同組成的，這包含了車體本身、轉向架、信號、牽引、輔助供電、空調、照明等等。

今天我們討論的是高鐵的行車安全，主要講幾個與行車安全相關的系統：

1. 高鐵列車控制系統

首先是信號系統，專業名稱叫作高鐵列車控制系統，是控制動車組的核心專業，其重要性不言而喻。信號系統本身并不是孤立存在的，是由車載信號，地面信號，調度集中，基礎設備等子系統共同構成的。其中，車載信號與動車組屬于高度關聯關系，其安裝位置就是在動車組的司機室里。

這么說可能比較抽象，舉個例子，大家都知道汽車都有儀表盤吧，會顯示車速里程、轉速、指示燈和警報燈、水溫、燃油等等。動車組其實也一樣，司機室同樣也有一塊這樣的“表盤”，主要是輔助司機駕駛的，叫做DMI（Driver Machine Interface），長這樣：

動車組司機“表盤”簡易示意圖 （圖片來源：作者自制）

把DMI（Driver Machine Interface）直譯過來，就是司機和機械裝置的接口，實際上業內俗稱人機交互界面，是車載信號和司機之間的一個接口設備。

信號系統與DMI的關系，就好比電腦主機與顯示器的關系，信號系統通過這個顯示屏，將列車的速度信息、運行模式、故障告警等信息實時傳遞給司機，以供司機進行判斷。同時，DMI提供了豐富的信息顯示和操作界面，這樣就可以讓司機更加充分地了解列車的運行狀態，并采取相應的操作指令，更好地控制列車。DMI的存在，使得高鐵駕駛的精度和準確性進一步得到了有效提高，是行車安全的重要保障之一。

2.高鐵供電安全監測檢測系統

說完了與信號相關的專業，再說一個與供電相關的，它就是高鐵供電安全監測檢測系統（簡稱6C系統）

大家都知道，區別于傳統的蒸汽機車和內燃機車，現如今的動車組均采用的是純電力機車，既然是電力機車，那么列車就要有動力來源，這個來源就是接觸網。

只有確保接觸網的安全可靠，才能保證列車的受電弓能夠獲取穩定的電力輸入。

列車的受電弓 （圖片來源：Veer圖庫）

為此，我國針對高鐵鐵路的供電安全，構建了一套完整的高鐵供電安全監測檢測系統，其主要目的就是對高鐵的牽引供電系統進行全方位、全覆蓋的綜合檢測監測。

（C1～C6裝置） （圖片來源：作者自制）

其中，接觸網安全巡檢裝置（C2裝置）和車載接觸網運行狀態檢測裝置（C3裝置）是加裝在運營動車組上的檢測設備，可實時對接觸網、受電弓、懸掛部件的運行狀態進行動態檢測。

C2主要由安裝在司機臺上的高清攝像機、照明設備、圖像處理設備等構成，簡單地說，就是通過攝像機對列車沿線的接觸網設施全景進行拍攝并成像，最終輸出高清照片，例如像某些支柱上有鳥巢，或者等電位線不牢靠、松脫等，這些可能危及到高鐵供電系統安全的情況都會被識別出來。

C3裝置則是按照一定的比例在動車組上進行加裝，基本上保證每個路局管內的每條高鐵線路，每天至少要有一列加裝C3裝置的列車在運行，這樣就可以確保路內每天幾乎所有的接觸網都會被檢測一遍。裝置應用起來非常簡單，只要加裝完成，就可以開始自動獲取參數檢測的數據并進行存儲，便于相關部門進行后續的數據分析。

當然，以上只是以與動車組密切相關的C2和C3舉了例子，實際上，C1～C6共同構成了6C系統，整個6C系統產生的大量數據構成了一個龐大的數據庫，國鐵集團依次分級建立了數據處理中心，通過這些數據共同維護并保障高鐵供電系統的安全。

3. 制動系統

信號與供電都是保障動車組正常運行的專業，但不得不提到一點，在非正常運營狀態，如緊急制動等場景下，制動系統發揮的作用更大。

制動系統，顧名思義，就是要讓列車在規定的距離內減速或停車的系統。我國目前動車組采用的是電制動和空氣制動相結合的方式，由于電制動在低速和高速狀態下的制動效果一般，故動車組在高速運行狀態時，空氣制動就起到了非常重要的作用。

空氣制動的基本原理是利用空氣式制動閘片在制動時緊緊抱住制動盤進而產生制動力，完成減速或停車動作。由于動車組在減速的過程中，剎車片的溫度會迅速升高，這就對其耐溫性能提出了非常高的要求。

粉末冶金閘片，適用于300～350km/h線路 （圖片來源：天宜上佳）

目前，我國自主研發生產的剎車片已經大量在列車制動系統中進行應用，每天都在保障著乘客的出行安全。

4. 標準的流程制度

當然，除了這些系統裝備以外，還有一些標準的流程制度在保障行車安全。

例如在司機室內設置高鐵警惕裝置，一般有踏板和按鈕兩種形式，主要是要求司機在一定的時間內對警惕裝置進行操作，進而驗證在駕駛過程中，司機是否可以保持全神貫注，避免注意力的轉移而導致駕駛風險。

這個時間周期一般是30s，因此在實際操作中，司機需要每10～20s左右對警惕裝置進行一次操作，如果沒有操作，則蜂鳴器會發出報警聲音進行提示；若10s后依然沒有任何操作，列車將會實施緊急制動，進而停車。由于其非連續型的操作特性，又被稱作“活人按鈕”。

警惕裝置本身不是復雜設備，但通過與一定的標準制度相融合，便可共同構成了一種有效的行車保障手段。

5. 備份司機

備份司機同樣起到了類似的作用。

為了確保極端狀況下，主司機出現意外導致無法駕駛，備份司機可承擔必要時接管駕駛任務的重要職責，因此，備份司機也被大家親切地稱為火車“代駕”。

除此之外，在正常駕駛過程中，備份司機也可以配合主司機進行一些應急處理工作，兩者密切協作，共同保證了高鐵運營的穩定可靠。

總而言之，高鐵的穩定運行既離不開眾多高科技手段的有效保障，也離不開廣大一線工作人員的辛勤努力，彼此互相配合，方可為乘客出現提供最強保障。

出品：科普中國

作者：司馬望田

監制：中國科普博覽